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확장된 트럭 캡을 개발하여 에너지 효율과 에너지 절약 수준을 향상한 방법

Anders Tenstam Mattias Hejdesten
2024-01-29
기술 및 혁신 연료 효율성
Authors
Anders Tenstam
Technology Specialist Aerodynamics
Mattias Hejdesten
Senior Engineering Expert Aerodynamics.

독특한 공기 역학적 디자인을 갖춘 Volvo FH Aero는 에너지 효율과 공기 역학 영역에서 새로운 기준을 제시합니다. 동시에 이는 최대한 연료 효율적인 트럭을 개발하기 위한 10년 이상의 연구 개발과 지속적인 개선의 정점이기도 합니다.

 

새로운 Volvo FH Aero와 Volvo FH16 Aero에서 가장 눈에 띄는 특징은 확장된 전면으로, 기존의 캡 오버 엔진 트럭 디자인과 약간 차이가 있습니다. 또한 향상된 공기 역학적 성능을 자랑하기 때문에, 새로운 제품군은 이전 개선 사항과 결합했을 때 연료 효율을 최대 5%* 향상시킵니다. 결과적으로 볼보트럭 역사상 가장 공기 역학적이며 에너지 효율적인 디자인입니다.
 

"공기 역학의 관점에서 모서리는 최대한 부드럽고 둥글어야 합니다. 하지만 최근까지 차량 길이에 관한 법규 때문에 제한이 있었습니다." 볼보트럭 공기 역학 부문 수석 기술 전문가인 Anders Tenstam의 말입니다. "이제 우리는 캡 전면을 확장하고 곡률을 높일 수 있게 되었습니다. 이는 캡의 공기 역학을 향상시킬 뿐만 아니라 차량 전체에 걸쳐 우리가 달성한 다른 모든 개선 사항을 극대화하는 데도 도움이 될 것입니다."

 

장기적인 관점이 공기 역학적 개발에 도움이 되는 방법


트럭 길이에 관한 EU 법규의 변경으로 인해 전면 확장이 가능해졌지만, 사실 Volvo FH Aero의 기원은 그보다 훨씬 더 예전으로 거슬러 올라갑니다. 실제로 볼보트럭의 엔지니어들은 10년 넘게 Volvo FH를 개선하기 위한 새로운 개념과 아이디어를 탐구해 왔습니다. 첫 번째 단계는 고급 엔지니어링에 초점을 맞춘 별도의 법인을 내부적으로 만드는 것이었습니다. 새 팀의 방침은 즉각적인 출시를 위해 사소하고 고립된 점진적 개선 사항을 추구하는 대신, 전체 차량에 대해 장기적이고 전체적인 접근 방식을 취하는 것이었습니다.
 

"일반적으로 새로운 아이디어가 표면으로 나올 수 있는 여지를 조성하는 것이 매우 중요하기 때문에, 우리는 스스로를 지나치게 제한하지 않으려고 노력합니다." Anders의 말입니다. "엄격한 시간 계획에 따라 여러 프로젝트를 진행하는 경우 우선순위를 정해야 하며, 이때 흔히 장기적인 고급 엔지니어링이 뒷전으로 밀려나게 됩니다. 그보다 우리는 더 넓은 접근 방식을 취하고 다양한 개념을 동시에 탐색하려고 노력하며, 나중에 이들을 결합하여 부분의 합보다 더 큰 솔루션을 창출할 수 있습니다."

볼보트럭은 캡 전면을 확장하여 모서리를 둥글게 만들고 곡률을 높일 수 있었습니다.

10년간의 연구가 합쳐진 결과

공기 역학에 대한 볼보트럭의 접근 방식에서 핵심은 유선형 원칙입니다. 즉, 차량의 모든 다양한 부분은 서로 연결되어 있고 서로 의존한다고 간주됩니다. 다시 말해, 차량 뒤쪽의 공기 역학적 개선 사항은 앞쪽의 공기 역학이 최적화되면 훨씬 더 큰 영향을 미치게 됩니다.

"전면을 더욱 공기 역학적으로 만들면 공기 흐름이 트럭 바디에 더 밀착되고, 덕분에 다운스트림 개선 사항이 훨씬 더 좋은 결과를 낼 수 있습니다." Anders의 설명입니다. "반대로 업스트림 개선 사항이 다운스트림의 결함으로 인해 부분적으로 상쇄될 수 있습니다. 이 때문에 단일 변경 사항을 따로따로 놓고 보았을 때는 큰 변화를 기대하기 어렵습니다. 대신 공기 역학을 하나의 패키지로 생각해야 합니다."
 

볼보트럭은 2012년부터 다양한 구성 요소를 모두 완벽하게 만드는 데 주력해 왔으며, 많은 공기 역학적 개념이 이미 2022년에 도입되었습니다. 여기에는 캡 전면의 분할선의 추가 씰링, 풋 스텝 폐쇄, 더 가까워진 휠 아치 주변이 포함됩니다.
 

더 긴 캡을 허용하는 EU 법규는 2013년에 처음 논의된 후 2019년 후반에 발효되었습니다. 볼보트럭은 장기적인 접근 방식 덕분에 앞으로 구현될 법규를 예측하고 캡 디자인 측면에서 제시될 가능성을 일찍 탐색할 수 있었습니다. 이에 따라 새로운 전면 확장 캡은 앞선 개선 사항들과 함께 개발되었습니다. 실제로 이 캡은 해당 기능들을 더욱 향상시키고 패키지를 완성하는 데 도움이 됩니다. "말하자면 1 + 1 = 3인 경우라고 할 수 있습니다." Anders의 말입니다. "이러한 공기 역학적 개선 사항 하나하나만으로도 연료 절감 효과를 얻을 수 있지만, 모두 합치면 총 절감 효과는 더욱 커집니다."
 

에너지 효율을 더욱 향상시키기 위해 추가할 수 있는 기능 

Volvo FH Aero에서는 확장된 캡 외에도 새로운 카메라 모니터 시스템이 제공됩니다. 이 시스템은 기본적으로 사이드 미러를 날개 모양의 카메라로 대체합니다. 그 결과, 차량 측면의 공기 흐름을 방해하는 주요 장애물 중 하나가 해소되었습니다.
 

"거울 뒷면은 평평해야 하기 때문에 거울 뒤에 웨이크 존을 만드는 것은 불가피합니다. 따라서 항상 공기 역학적 손실에 영향을 미치게 됩니다." 볼보트럭 공기 역학 부문 수석 엔지니어링 전문가인 Mattias Hejdesten의 말입니다. "그러나 더 작은 카메라 렌즈로 교체하면 공기 흐름이 차량 바디에 더 쉽게 밀착됩니다."

볼보트럭 공기 역학 부문 수석 기술 전문가인 Anders Tenstam과 볼보트럭 공기 역학 부문 수석 엔지니어링 전문가인 Mattias Hejdesten
"말하자면 1+1=3인 경우라고 할 수 있습니다. 이러한 공기 역학적 개선 사항 하나하나만으로도 연료 절감 효과를 얻을 수 있지만, 모두 합치면 총 절감 효과는 더욱 커집니다.

루프 및 측면 디플렉터, 스포일러, 펜더, 섀시 정형, 휠 캡과 같은 전통적인 공기 역학적 보조 장치는 연료 효율을 극대화하는 데 여전히 중요합니다. 볼보트럭은 최근 에어 서스펜션 섀시를 위한 추가적인 공기 역학적 보조 장치도 개발했습니다. 바로 60km/h 이상의 속도에서 주행 높이를 낮추는 자동 기능입니다.
 

"이제 확장된 캡으로 차량 전면을 최적화했으므로 다운스트림 부분도 최적화해야 합니다. 여기서는 스포일러, 펜더 및 확장된 섀시 정형을 사용하여 차량 측면에 공기 흐름이 밀착되도록 유지하는 데 도움을 줍니다." Mattias의 말입니다.

캡 확장이 전기 트럭에 미치는 영향

휘발유 구동식 Volvo FH Aero와 Volvo FH Aero Electric 모두 에너지 효율 측면에서 확장된 캡과 비슷한 이점을 누리고 있습니다. 하지만 Volvo FH Aero Electric의 경우 전기 구동선에 사용되는 에너지 회수 시스템으로 인해 잠재적인 이득이 더욱 커집니다. "전기 트럭은 브레이크를 밟을 때마다 에너지를 회수하는데, 이는 손실되지 않고 시스템에 다시 공급됩니다." Mattias의 설명입니다. "저항이 낮을수록 제동 시 페달 브레이크 에너지가 더 커지기 때문에 회수 시스템은 이러한 에너지를 더 많이 재생 전력으로 수확하게 됩니다. 따라서 전면 확장 캡의 상대적 투자 회수율은 휘발유나 디젤을 사용하는 경우보다 훨씬 더 높습니다."

전기 트럭의 경우 향상된 에너지 효율은 주행 거리 확장으로 이어지는데, 주행 거리는 전기 구동선 사용 시의 가장 큰 제약 중 하나입니다.

다음을 포함하여 카메라 모니터 시스템과 그 장점에 대해 자세히 알아보십시오.

  • 연료 소비량 및 CO2 배출량에 기여하는 방법
  • 직간접적 가시성을 향상시키는 방법
  • 운전자 및 다른 도로 이용자의 도로 안전성을 향상할 수 있는 이유

    * 실제 연비와 가스 트럭의 범위는 주행 속도, 크루즈 컨트롤의 사용, 차량 사양, 차량 부하, 실제 지형, 운전자의 운전 경험, 차량 유지보수 및 기상 조건과 같은 많은 요인에 따라 달라질 수 있습니다.
카메라 모니터 시스템은 기존 사이드 미러를 날개 모양의 카메라로 대체해 공기 역학 향상에 기여합니다.